本文關(guān)鍵詞：基于支持向量機(jī)的煤層底板突水預(yù)測(cè)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《煤炭科學(xué)研究總院》 2007年

基于支持向量機(jī)的煤層底板突水預(yù)測(cè)方法研究

李穎  

【摘要】： 華北型煤田是我國(guó)主要的煤產(chǎn)地,長(zhǎng)期以來,由于受煤系地層基底奧灰?guī)r溶水的嚴(yán)重威脅,致使礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限很難達(dá)到正常的水平,解放大量水困煤炭資源是煤炭工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的必由之路,開展煤層底板突水預(yù)測(cè)方法的研究是實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的重要保證。 煤層底板突水預(yù)測(cè)問題是一個(gè)受多種因素綜合影響的復(fù)雜的、非線性的、高維問題,傳統(tǒng)的方法往往難以奏效,尋求一種有效的煤層底板突水預(yù)測(cè)方法一直是煤礦水文地質(zhì)工作者積極探索的研究方向。 本文在分析了華北型煤田水文地質(zhì)特征和充水影響因素的基礎(chǔ)上,利用統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的最新方法——支持向量機(jī),研究和提出了基于支持向量機(jī)的煤層底板突水的預(yù)測(cè)方法,為解決礦井水害問題提供了一條新途徑。 本文主要開展了以下幾個(gè)方面的工作:分析了煤層底板突水的主要類型和影響因素;從簡(jiǎn)單的線性SVM到非線性SVM兩類分類情形詳細(xì)推導(dǎo)了支持向量機(jī)的訓(xùn)練和預(yù)測(cè)過程,并對(duì)訓(xùn)練算法作了總結(jié);首次提出了基于支持向量機(jī)的煤層底板突水預(yù)測(cè)模型;運(yùn)用MATLAB語言編程實(shí)現(xiàn)了算法;通過特征選擇從突水因素中提取了能有效預(yù)測(cè)突水的最少參數(shù)組合;利用網(wǎng)格搜索法和10-折交叉確認(rèn)法求得了支持向量機(jī)的相關(guān)參數(shù),確定了煤層底板突水預(yù)測(cè)的分類器;將其與突水系數(shù)法進(jìn)行比較,結(jié)果表明基于支持向量機(jī)的煤層底板突水預(yù)測(cè)分類器可有效地提高預(yù)測(cè)精度;論文還探討了將這一分類方法應(yīng)用于帶壓開采中的技術(shù)途徑;最后,指出了理論上和技術(shù)上有待進(jìn)一步研究和解決的問題。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TD745
【目錄】：

摘要3-4

ABSTRACT4-7

1 前言7-17

1.1 選題背景與意義7-9

1.2 煤層底板突水預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀9-14

1.2.1 突水預(yù)測(cè)理論研究現(xiàn)狀9-12

1.2.2 突水預(yù)測(cè)方法研究現(xiàn)狀12-14

1.3 支持向量機(jī)方法14-15

1.4 本文所做的工作15-17

2 華北型煤田的水文地質(zhì)背景及充水因素分析17-27

2.1 華北型煤田地質(zhì)、水文地質(zhì)概述17-21

2.1.1 地質(zhì)18-19

2.1.2 含水層19-21

2.2 華北型煤田煤層底板水害類型及影響因素分析21-26

2.2.1 華北型煤田底板突水水害類型及充水特征21-22

2.2.2 影響煤層底板突水的因素22-26

2.3 小結(jié)26-27

3 支持向量機(jī)原理簡(jiǎn)介27-41

3.1 支持向量機(jī)的理論背景27-31

3.1.1 機(jī)器學(xué)習(xí)問題27-28

3.1.2 一致性概念和關(guān)鍵定理28-29

3.1.3 VC 維理論和推廣性的界29-30

3.1.4 結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化30-31

3.2 支持向量機(jī)31-40

3.2.1 兩類分類問題32

3.2.2 支持向量機(jī)原理與算法32-37

3.2.3 支持向量分類機(jī)方法在實(shí)際問題中的應(yīng)用37-40

3.3 小結(jié)40-41

4 支持向量機(jī)在華北型煤田工作面底板突水預(yù)測(cè)中的應(yīng)用41-63

4.1 支持向量機(jī)方法在突水預(yù)測(cè)中應(yīng)用的可行性分析41-42

4.2 基于支持向量機(jī)的突水預(yù)測(cè)模型42-43

4.3 數(shù)據(jù)處理43-45

4.3.1 數(shù)據(jù)介紹43-44

4.3.2 訓(xùn)練樣本選取及預(yù)處理44-45

4.4 突水預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)45-58

4.4.1 特征選擇過程45-48

4.4.2 核函數(shù)的選擇及參數(shù)的確定48-58

4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與應(yīng)用58-62

4.5.1 模型預(yù)測(cè)結(jié)果分析58-61

4.5.2 支持向量機(jī)方法在帶（水）壓安全開采中的應(yīng)用61-62

4.6 小結(jié)62-63

5 結(jié)論與展望63-65

5.1 主要結(jié)論與認(rèn)識(shí)63-64

5.2 存在問題與展望64-65

參考文獻(xiàn)65-69

致謝69-70

個(gè)人簡(jiǎn)介70

攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文70

攻讀學(xué)位期間承擔(dān)和完成的科研、技術(shù)咨詢項(xiàng)目70

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